天然气水合物开采技术——CO_2-CH_4置换法最新研究进展

【摘要】：CO2-CH4置换技术作为一种既可生产CH4又能减少CO2排放的天然气水合物开采方法,近20年来得到了广泛深入的研究。该技术的优势是:当温度低于10℃,CO2水合物较CH4水合物在热力学上更为稳定,两者的置换反应在理论上是自发的,CO2水合物的形成有助于保持气体水合物藏的地质力学稳定性。但该方法也有缺点,CH4水合物周围CO2水合物的形成限制了CH4水合物的分解,孔隙空间中形成的次生水合物会堵塞可用于气体置换的渗透性通道,因此并不是所有的CH4都能被CO2所替换。近年来业界在CO2-CH4置换技术的室内实验、数值模拟和现场试验等方面取得了一些进展。未来主要的研究方向应是全面了解不同生产策略下CO2-CH4-CH4水合物-CO2水合物-水/卤水系统的行为和储层条件;开展更多的现场规模生产项目;数值模拟中需要考虑更多的组分和相态,了解和考虑更多的过程和机理,并结合室内和现场试验结果,考虑地质特性的影响;更深入地了解CO2和N2对CH4的驱替。 【作者单位】： 中国地质图书馆;中国地质调查局地学文献中心;国土资源部信息中心;深圳市环境工程科学技术中心有限公司;
【关键词】： 天然气水合物 CO-CH置换技术 过程机理 室内实验 数值模拟 现场试验 氮气
【基金】：中国地质调查局工作项目“国外地质文献资料集成服务与分析研究”(项目编号:1212011220914),“非常规能源信息集成与热点专题调查”(项目编号:12120114049401)和“非常规能源资源调查评价选区研究”(项目编号:1212011220794)部分成果
【分类号】：P744.4
【正文快照】： 1前言天然气水合物是由水分子(主体分子)和气体分子(客体分子)在高压低温条件下所形成的似冰的、非化学计量的笼形结晶化合物[1,2]。该类化合物包括3种最常见的晶体结构类型,即结构Ⅰ型(SⅠ)、结构Ⅱ型(SⅡ)和结构H型(SH),这取决于客气分子的性质和大小[3~5]。目前的评估表明,

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